2 0 0 0 惑星アエロブレーキ基礎技術の研究
惑星探査機の搭載機器能力を大きく向上させる方式として、惑星周回軌道に投入する際にアエロブレーキを用いることを目的とし、その基本技術として、地球周回軌道で小型人工衛星を用いた実証をすること、水素を主成分とする惑星大気の力学を極めることを柱として研究を行ってきた。最終年度には、地球周回実証機の打ち上げ機会が得られなかったので、フライトモデルにプログラム書き換え機能を付与すること、ユニットの統合などによる軽量化を計ることなどの高機能化を行った。非火薬分離機構の研究では、切り離し実験を進め、実用システムとしての可能性を見出した。釣竿を利用した伸展ロッドは環境試験を実施して実用の確認をした。姿勢・軌道の制御ではテザーの運動を利用して効果的な軌道制御を実現する理論を確立した。気体力学では、水素極超音速希薄流の解析を行い、水素分子の回転緩和、振動緩和、解離反応を考慮し、木星大気を対象としたエアロキャプチャーが実現できる見通しを得た。実験的にはデトネーション駆動型イクスパンションチューブを用いて水素極超音速流の発生を試み、8km/sを達成した。また、炭素系アブレータをアーク加熱空気流に曝し、分光分析によりCN Violet、C_2 SWANバンドをアブレータの上流側で観測し、スポーレーションの発生を確認した。さらに、惑星大気に突入したときの強い衝撃波を含む非定常大規模乱流を解明するため、精度向上を達成できるLES/RANSハイブリッド乱流モデルを検討し、新たなモデル表式を確立した。
1 0 0 0 OA 成形爆薬による超高速衝突試験と飛翔体形状の影響評価
- 著者
- 白木 邦明 片山 雅英 八坂 哲雄
- 出版者
- 一般社団法人 日本航空宇宙学会
- 雑誌
- 日本航空宇宙学会論文集 (ISSN:13446460)
- 巻号頁・発行日
- vol.49, no.572, pp.300-309, 2001 (Released:2002-04-26)
- 参考文献数
- 11
- 被引用文献数
- 3 3
Seven shaped-charge hypervelocity impact tests were conducted to evaluate the Japanese Experiment Module (JEM) space debris protection stuffed Whipple shield at an approximate velocity of 11 km/s. The shape and the characteristics of the shaped-charge jet differ from those of the light gas gun because of the jet generation mechanism. It is therefore necessary to evaluate and compensate the results for a solid aluminum sphere, which is the design requirement. Comparative two-dinensional hydrocode simulations were conducted to assess the shape effects on the impact damage. The shapes assessed are arrowheads that simulate the shaped-charge jet, hollow cylinders, and solid spheres. By assessing the projectile kinetic energy, the authors concluded that the shaped-charge jet produces three to five times more severe damage to the pressure wall than the solid sphere, even if both have the same mass. The authors also confirmed that the shaped-charge testing and hydrocode simulation correlate well for the pressure wall damage.